(57)【要約】【課題】調整ねじの回転方向に関わらず、調整ねじのねじ込み位置に対して常に略単一の整定電流の調整値が得られる熱動型過負荷継電器を得ること。【解決手段】ハウジング内に設置され固定接点と可動接点とを開閉する接点開閉機構と、主回路の電流値に応じて変位する連動バーと、前記ハウジング内に揺動可能に設置され、前記連動バーの変位を前記接点開閉機構に伝達して該接点開閉機構を作動させ、かつ、揺動変位により該接点開閉機構を作動させる主回路の整定電流値を調整する調整機構と、前記ハウジング壁を貫通してねじ込まれ、ねじ込み量に応じて前記調整機構を揺動させる調整ねじと、を備えた熱動型過負荷継電器において、前記調整ねじの先端部に凹部を形成し、該凹部と前記調整機構との間に、球状体を挟持させた。【選択図】        図１
2006344560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に設置され固定接点と可動接点とを開閉する接点開閉機構と、主回路の電流値に応じて変位する連動バーと、前記ハウジング内に揺動可能に設置され、前記連動バーの変位を前記接点開閉機構に伝達して該接点開閉機構を作動させ、かつ、揺動変位により該接点開閉機構を作動させる主回路の整定電流値を調整する調整機構と、前記ハウジング壁を貫通してねじ込まれ、ねじ込み量に応じて前記調整機構を揺動させる調整ねじと、を備えた熱動型過負荷継電器において、
前記調整ねじの先端部に凹部を形成し、該凹部と前記調整機構との間に、球状体を挟持させたことを特徴とする熱動型過負荷継電器。
【請求項２】
ハウジング内に設置され固定接点と可動接点とを開閉する接点開閉機構と、主回路の電流値に応じて変位する連動バーと、前記ハウジング内に揺動可能に設置され、前記連動バーの変位を前記接点開閉機構に伝達して該接点開閉機構を作動させ、かつ、揺動変位により該接点開閉機構を作動させる主回路の整定電流値を調整する調整機構と、前記ハウジング壁を貫通してねじ込まれ、ねじ込み量に応じて前記調整機構を揺動させる調整ねじと、を備えた熱動型過負荷継電器において、
前記調整ねじの先端部に球面状凹部を形成し、該球面状凹部と前記調整機構との間に、曲率半径が前記球面状凹部の曲率半径より小さく形成された球状体を挟持させたことを特徴とする熱動型過負荷継電器。
【請求項３】
前記調整機構が、前記連動バーにより揺動され前記接点開閉機構を作動させる操作部材と、前記ハウジング内に揺動可能に支持され、一端に前記操作部材を揺動可能に支持し、前記操作部材の支持位置を変位させて前記接点開閉機構を作動させる主回路の整定電流値を調整する調整部材と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱動型過負荷継電器。
【請求項４】
前記球状体及び／又は前記調整ねじが、磁化されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の熱動型過負荷継電器。
【請求項５】
前記球状体が、電気絶縁体で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の熱動型過負荷継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機等の負荷の主回路に整定電流値を超える電流が流れたときに、接点を開いて主回路を遮断する熱動型過負荷継電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、主回路に接続されたヒータの近傍に設けられ過電流時のヒータ発熱により変位するバイメタルと、前記バイメタルの変位が所定量に達すると死点を越えて反転され前記主回路を開放するための接点信号を出力する接点機構と、前記バイメタルの変位量に対応して接点機構を押圧操作する操作レバーと、前記接点機構および操作レバーを収容する保持枠と、を含み、前記操作レバーは保持枠に回動可能に支持され、また操作レバーの一端には、調整ねじの半球状先端部が当接され該調整ねじを進退することによって操作レバーが回動され前記接点機構の反転位置が調節されるサーマルリレー（熱動型過負荷継電器）において、前記保持枠には操作レバーのＬ字状の基部を収納する収納溝が設けられ該収納溝の入口部における枠壁先端線は操作レバーの前記Ｌ字状の屈曲部が回動支持される支点部を形成しまた前記収納溝の上側枠壁部には調整ねじ螺合用ねじ孔が形成され前記操作レバーの基部先端部が収納溝の上側枠部に螺合された調整ねじの半球状先端部によって当接保持されることを特徴とするサーマルリレー（熱動型過負荷継電器）がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】実開昭５８−１３４８４９号公報（実用新案登録請求の範囲、第９頁第１０行〜第１２頁第３行、図２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術によれば、操作レバーは屈曲部を支点として回動が可能なように保持枠に組み付けられており、調整ねじが操作レバーを押圧して操作レバーが回動するようになっている。操作レバーは、付勢ばねにより調整ねじの半球状先端部を押圧する方向に付勢され、常に半球状先端部と操作部材とが接触するようになっていて、調整ねじにより操作レバーの回動位置の位置決めを行なうようになっている。
【０００５】
操作レバーの平坦面に調整ねじの半球状先端部が点接触するので、調整ねじをねじ込んだときに、操作レバーには、調整ねじの軸方向の力のみが伝達され、捻じり力は作用しないようになっている。しかしながら、調整ねじの先端部の加工誤差により半球状先端部の頂点が調整ねじの軸心とずれていることがある。
【０００６】
上記のように、操作レバーと調整ねじの接触点が、調整ねじの軸心からずれた状態で調整ねじを回転させると、操作レバーには、調整ねじの軸方向の力が作用するとともに、両者間の摺動摩擦により、操作レバーに調整ねじの回転方向の捻じり力が加わることとなる。操作レバーは、屈曲部を支点として保持枠に対して回動可能で、付勢ばねにより、調整ねじに押し付けられて、その回転位置が位置決めされる。
【０００７】
保持枠と操作レバーと間には、屈曲部において、回転方向以外の方向に多少の隙間があるので、操作レバーに捻じり力が作用すると、この捻じり力により回転方向以外の方向に操作レバーがわずかではあるが変位してしまう。この誤差変位により、整定電流の調整値に誤差が生じるという問題があった。
【０００８】
また、上記の摺動摩擦による捻じり力は、調整ねじの回転方向によってその向きが逆になる。従って、調整ねじを所定のねじ込み位置に調整するに当たり、時計回りに回してねじ込む場合と、反時計回りに回して同じねじ込み位置に調整する場合とでは、操作レバーに加わる捻じり力が逆向きとなる。その結果、調整後の調整ねじのねじ込み位置が同一でありながら、操作レバーの回転位置決め位置が異なることとなり、整定電流の調整値に差異が生じてしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、調整ねじの回転方向に関わらず、調整ねじのねじ込み位置に対して常に略単一の整定電流の調整値が得られる熱動型過負荷継電器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ハウジング内に設置され固定接点と可動接点とを開閉する接点開閉機構と、主回路の電流値に応じて変位する連動バーと、前記ハウジング内に揺動可能に設置され、前記連動バーの変位を前記接点開閉機構に伝達して該接点開閉機構を作動させ、かつ、揺動変位により該接点開閉機構を作動させる主回路の整定電流値を調整する調整機構と、前記ハウジング壁を貫通してねじ込まれ、ねじ込み量に応じて前記調整機構を揺動させる調整ねじと、を備えた熱動型過負荷継電器において、前記調整ねじの先端部に凹部を形成し、該凹部と前記調整機構との間に、球状体を挟持させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、調整ねじの先端部の凹部と調整機構との間に、球状体を挟持させたので、凹部と調整機構との間の摩擦力が小さくなり、調整ねじをねじ込んだときに、回転方向の力は調整機構にほとんど伝達されず軸方向の力のみが伝達され、調整ねじの回転方向に関わらず調整ねじのねじ込み位置に応じて常に調整機構の揺動位置が一定となるので、常に略単一の整定電流の調整値が得られる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる熱動形過負荷継電器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる熱動形過負荷継電器の実施の形態１を示す断面図であり、図２は、図１のＤ部拡大図であり、図３は、同Ｄ部拡大図であり、調整ねじ１０の先端部に加工誤差がある場合を示す図である。
【００１４】
図示しない電動機等の主回路に、図示しないヒータが接続されており、図示しないバイメタルが基端部を前記ヒータの近傍に固定され、前記主回路の電流値に応じた前記ヒータの発熱量に応じて前記基端部を支点として湾曲変位するようになっている。前記バイメタルの先端部には、連動バー４３（図１参照）が水平方向に向けられて接続されており、前記バイメタルの湾曲変位量は、連動バー４３の水平変位量として、熱動型過負荷継電器のハウジング２０内の下部右側に入力される。
【００１５】
ハウジング２０内の下部左側には、固定接点５３と可動接点５４とを開閉して電動機等の主回路を開閉するための接点信号を出力する接点開閉機構５０が設置されている。接点開閉機構５０は、電動機等の主回路の電流が整定電流を超え前記バイメタルの湾曲変位量が所定量を超えたときに作動し、固定接点５３と可動接点５４とを開いて主回路を遮断するための接点信号を出力する。
【００１６】
接点開閉機構５０は、ハウジング２０内に設置された固定接点５３と、固定接点５３と接離する可動接点５４と、一端に可動接点５４が固着された可動接触子５５と、ハウジング２０内の下部左側に設置され、可動接触子５５を上部支持部５１ａで揺動可能に支持するＬ字状の支持板５１と、支持板５１の下部支持部５１ｂに揺動可能に支持された操作子５２と、操作子５２の上端部と可動接触子５５の中央部とに接続された引張りばね５６とを有している。
【００１７】
可動接点５４が固定接点５３に接触しているとき、可動接触子５５が右側に少し傾斜するように、固定接点５３と上部支持部５１ａの位置が設定され、可動接触子５５の軸線の延長線の近傍右側に操作子５２の下部支持部５１ｂが設けられている。可動接点５４が固定接点５３に接触し、可動接触子５５と操作子５２が引張りばね５６で接続されたとき、操作子５２は右側に傾斜し、引張りばね５６の軸線は上部支持部５１ａの右側に位置している。この状態で操作子５２と操作部材４０の操作片４２とが接触するか近傍に位置するように操作片４２の形状寸法が設定されている。
【００１８】
ハウジング２０の上部には、横溝２０ａが形成され、横溝２０ａ内には、調整部材３０のＬ字状に屈曲された基部３２の水平部３２ｂが収容されている。横溝２０ａの入口部２０ｄは、円弧状に形成されており、横溝２０ａの下面２０ｂは、奥に向かって下降する傾斜面に形成されている。基部３２の屈曲部３２ｂが横溝２０ａの入口部２０ｄに当接・係合し、調整部材３０は、入口部２０ｄを支点として揺動可能となっている。入口部２０ｄの対面側のハウジング２０には凹部が形成され、凹部に調整ばね３３が設置され、調整ばね３３は、調整部材３０の基部３２を時計回りに揺動させるように押圧している。
【００１９】
調整部材３０の揺動によって前記の支点位置がずれないように、入口部２０ｄの円弧の半径よりも基部３２の屈曲部３２ｂの内側の円弧の半径を小さくしてある。このため、屈曲部３２ｂは、調整部材３０の揺動量にかかわらず入口部２０ｄの上側及び右側の２点で当接支持され、基部３２の揺動支点位置がずれ難くなっている。
【００２０】
調整部材３０の本体部３１の下端部には、操作部材４０の基端部４０ａが揺動可能に支持されている。操作部材４０は、下端部で連動バー４３と係合する係合片４１と、係合片４１の上部に固定され、接点開閉機構５０の操作子５２に接触し、接点開閉機構５０を作動させる操作片４２とを有している。バイメタルの湾曲変位量に応じた連動バー４３の水平変位が係合片４１を揺動させ、操作片４２が揺動して接点開閉機構５０を作動させる。
【００２１】
上記の構成において、バイメタルが湾曲変位して、連動バー４２が図１の矢印Ａ方向へ変位すると、操作部材４０が図１の矢印Ｂ方向に揺動され、操作片４２が操作子５２を図１の矢印Ｃ方向へ揺動させる。電動機等の主回路の電流が整定電流を超え、バイメタルの湾曲変位量が所定量を超えたとき、引張りばね４６の軸線が死点を越えて上部支持部５１ａの左側へ移動し、可動接触子５５を作動させて反転させ、可動接点５４を固定接点５３から離隔させ、主回路を遮断するための接点信号を出力する。可動接触子５５をリセットするには、図示しないリセットレバーを操作して可動接触子５５を再反転させる。調整部材３０、調整ばね３３及び操作部材４０は、ハウジング２０内に揺動可能に設置され、連動バー４３の変位を接点開閉機構５０に伝達して接点開閉機構５０を作動させる調整機構６０を構成している。
【００２２】
横溝２０ａの上方のハウジング２０の壁には、縦方向のねじ孔２０ｃが形成され、ねじ孔２０ｃには、ハウジング２０の壁を貫通して先端部を横溝２０ａ内に突出させる調整ねじ１０がねじ込まれている。
【００２３】
図２に示すように、調整ねじ１０の先端部には、軸心を中心とする球面状凹部１０ａが形成されている。球面状凹部１０ａに球状体１１を配置し、球状体１１の下部を調整部材３０の基部３２の水平部３２ｂに当接させる。球状体１１は、球面状凹部１０ａと調整部材３０との間に挟持された状態となる。球面状凹部１０ａは、球状体１１を調整ねじ１０の軸心位置に位置決めするとともに、調整ねじ１０と水平部３２ｂとの間から脱落するのを防止している。球面状凹部１０ａと球状体１１とを点接触させるために、球状体１１の曲率半径は、球面状凹部１０ａの曲率半径より小さくする。
【００２４】
調整部材３０は、調整ばね３３により、ハウジング２０の入口部２０ｄを支点として時計回りに揺動するように付勢されており、水平部３２ｂが球状体１１に当接して調整部材３０の揺動角度位置が設定される。調整ねじ１０のねじ込み量を調節することにより、調整部材３０の揺動角度位置を調整する。調整部材３０の揺動角度位置が変化すると、操作部材３０の基端部４０ａの支持位置が変位し、その結果、操作片４２と操作子５２の定常接触位置が変位し、可動接触子５５を作動（反転）させて固定接点５３と可動接点５４とを離隔させるのに要するバイメタルの湾曲量を調整することができる。以上説明したように、調整部材３０、調整ばね３３及び操作部材４０を含んで成る調整機構６０は、揺動変位により接点開閉機構５０を作動させる主回路の整定電流値を調整している。
【００２５】
図３に示すように、調整ねじ１０の加工誤差により、調整ねじ１０先端部の球面状凹部１０ａの中心が調整ねじ１０の軸心からずれることがある。この場合、調整ねじ１０と球状体１１の接触点１０ｂが調整ねじ１０の軸心からずれる。この状態で調整ねじ１０を回転させると、調整ねじ１０と球状体１１との間の摩擦により、球状体１１に捻じり力が作用する。この捻じり力は、球状体１１と調整部材３０との間の摩擦により、調整部材３０にも作用する。
【００２６】
しかしながら、球状体１１を介在させたことにより、調整ねじ１０と球状体１１との間、及び、球状体１１と調整部材３０との間の２箇所の点接触で捻じり力を伝達することになるので、調整ねじ１０から調整部材３０に捻じり力が直接伝達される従来の構造に比べ、調整部材３０に加わる捻じり力を大幅に低減することができる。また、調整ねじ１０の回転方向を逆にしても、調整部材３０に作用する捻じり力の差が少ないので、調整ねじ１０の回転方向にかかわらず略単一の整定電流を設定することができる。
【００２７】
なお、調整ねじ１０と球状体１１との間、及び、調整部材３０と球状体１１と間の摩擦力を小さくするために、球状体１１は、表面が平滑で真球度の高いものが望ましく、調整ねじ１０先端部の球面状凹部１０ａや調整部材３０の球状体１１との接触面も面粗度を小さくするのが好ましい。また、調整部材３０には、調整ばね３３の押圧力が作用するが、この押圧力は、球状体１１にも作用し、この押圧力により、球状体１１が変形もしくはクリープ現象を起こすと、調整部材３０の揺動角度位置が変化し、整定電流値にずれが発生してしまう。従って、球状体１１の素材としては、鉄やステンレス等の金属や高強度の樹脂等が適している。
【００２８】
上記のような、表面が平滑で真球度の高い高強度の球状体は、転がり軸受の転動体として用いられており、この転動体は、一般的に極めて高精度、高強度でありながら量産されていて比較的安価である。従って、本実施の形態により、製品として構成部品数が１点増加するものの、増加によるコストの上昇は極めて僅かである。
【００２９】
以上説明したように、調整ねじ１０の先端部と調整部材３０との間に球状体１１を挟持させることにより、調整ねじ１０の回転による摩擦によって調整部材３０に作用する捻じり力が大幅に減少するので、捻じり力による調整部材３０の位置ずれが少なくなり、調整ねじ１０のねじ込み量を等しくすれば、回転方向が異なる場合でもばらつきのない整定電流値を設定することができる。
【００３０】
ところで、上記の説明では、調整ねじ１０の先端部に球面状凹部を形成した形態を説明したが、調整ねじ１０の先端部に凹部を形成し、該凹部と調整機構６０との間に球状体１１を挟持させるとともに、球状体１１が調整ねじ１０から外れないよう構成してもよい。
【００３１】
実施の形態２．
実施の形態１の熱動型過負荷継電器の球状体１１は、直径が約０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であり、熱動型過負荷継電器の組立工程において、このような小さな部品を調整ねじ１０の先端部と調整部材３０間に挟持させることは容易ではない。
【００３２】
実施の形態２の熱動型過負荷継電器では、球状体１１及び調整ねじ１０を着磁性を有する素材で形成し、球状体１１及び／又は調整ねじ１０を予め磁化させておく。調整ねじ１０の先端部の球面状凹部１０ａに球状体１１を吸着させておき、調整ねじ１０をハウジング２０にねじ込むことにより、球状体１１を球面状凹部１０ａと調整部材３０との間に容易に挟持させることができる。
【００３３】
球状体１１は、直径が０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であり質量が小さいので、磁化による吸着力は小さくてもよい。従って、球状体１１の素材としては、フェライト等の大きな残留磁束が得られるものを用いる必要はなく、炭素鋼等の一般的な磁性体素材を用いることができる。炭素鋼等の素材を用いた場合には、磁化後に残留磁束が徐々に減少して吸着力が弱くなっていくが、球状体１１を調整ねじ１０に吸着させる必要があるのは熱動型過負荷継電器の組立時のみであり、組立後は、球状体１１は、球面状凹部１０ａと調整部材３０間に挟持され、脱落することはない。従って、組立後に、球状体１１の残留磁束が減少して吸着力が低下しても問題はない。
【００３４】
また、磁化した球状体１１の調整ねじ１０への吸着力は、球状体１１を吸着保持するに必要なだけあればよく、この吸着力は、調整ねじ１０と調整部材３０との間に作用する力に比べるとわずかな大きさであるので、吸着力により球状体１１と調整ねじ１０、あるいは球状体１１と調整部材３０との間に作用する力が増大して摩擦力が大きくなり球状体１１による捻じり力の低減効果が損なわれることはない。
【００３５】
実施の形態３．
実施の形態３の熱動型過負荷継電器は、球状体１１を電気絶縁体で形成し、熱動型過負荷継電器の絶縁耐力を向上させ、安全性をより高めたものである。
【００３６】
調整ねじ１０、調整部材３０及び操作部材４０は、通常、金属材料で形成されている。調整部材３０及び操作部材４０は、接点開閉機構５０と電気的に接合しているため充電部となっており、調整部材３０に当接する調整ねじ１０も同様に充電部となっている。
【００３７】
調整ねじ１０の頭部には、ツマミカバー１２が装着されており、調整ねじ１０の回転方向に滑らないようにして嵌め込まれている。整定電流値を調整するときには、ツマミカバー１２を回転させ、調整ねじ１０を回転させる。ツマミカバー１２は樹脂製であり、整定電流値の目盛りが刻まれているとともに、充電部である調整ねじ１０を絶縁する機能を有している。
【００３８】
実施の形態３では、調整ねじ１０と調整部材３０との間に挟持させる球状体１１を電気絶縁体で形成したので、ツマミカバー１２と球状体１１とで二重絶縁を行い、熱動型過負荷継電器の絶縁耐力をより高めている。球状体１１の素材としては、セラミック、ガラス又は樹脂等を用いることができる。素材として樹脂を用いる場合、耐摩耗性は鉄等の金属材料より劣るが、熱動型過負荷継電器においては、整定電流値を調整する回数は少ないので、球状体１１の耐磨耗性が低くても問題はない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかる熱動型過負荷継電器は、整定電流値の調整精度の高い過負荷継電器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明にかかる熱動形過負荷継電器の実施の形態１を示す断面図である。
【図２】図１のＤ部拡大図である。
【図３】図１のＤ部拡大図であり、調整ねじの先端部に加工誤差がある場合を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  調整ねじ
１０ａ  球面状凹部
１１  球状体
２０  ハウジング
３０  調整部材
４０  操作部材
４０ａ  基端部
４３  連動バー
５０  接点開閉機構
５３  固定接点
５４  可動接点
【図１】
2006344560.tif 000003
【図２】
2006344560.tif 000004
【図３】
2006344560.tif 000005